31. Januar 2024
Recycling von Kunststoffen im Automotive-Bereich: Nachhaltigkeit und Herausforderungen in der Lieferkette
Das Recycling von Kunststoffen hat sich zu einem zentralen Thema in der Automobilindustrie entwickelt, da Hersteller verstärkt bestrebt sind, nachhaltige Werkstoffe zu integrieren. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die grundsätzlichen Möglichkeiten des Kunststoff-Recyclings sowie die spezifischen Anforderungen von ausgewählten OEMs (= Original Equipment Manufacturer = Automobilhersteller) bzw. Tier 1 (Systemlieferanten, zb.: Kunden von Promotech).
Recycling von thermoplastischen Kunststoffen
Mechanisches Recycling
Beim mechanischen Recycling werden Kunststoffe gesammelt, zerkleinert und wieder zu Granulat verarbeitet. Dieses Verfahren eignet sich vor allem für homogene Kunststoffe und ermöglicht die Herstellung von Produkten mit ähnlichen Eigenschaften wie das Originalmaterial. Hierbei handelt es sich um eine der häufigsten Recyclingmethoden für thermoplastische Kunststoffe wie PET, HDPE, LDPE und PP. Es gibt allerdings eine klare Einschränkung für technische Kunststoffe mit Anteil an Glasfasern, diese können nicht einfach mechanisch recycelt werden, da die ursprünglich eingearbeiteten Langfasern anschließend die gewünschte Funktion nicht mehr vollständig erfüllen würden.
Chemisches Recycling
Das chemische Recycling involviert die Aufspaltung von Kunststoffen in ihre Grundbausteine. Dies ermöglicht eine höhere Qualität des recycelten Materials im Vergleich zum mechanischen Recycling. Im Automotive-Sektor könnte dies besonders relevant sein, wenn hochwertige Kunststoffe aus Autoteilen für die Herstellung neuer Komponenten benötigt werden. Die häufigste Einschränkung liegt hier allerdings in den Verfahrenskosten – so sind oftmals neue Kunststoffe günstiger als bereits verwendete (und somit recycelte) Kunststoffe.
Thermisches Recycling
Lassen sich Altkunststoffe weder mechanisch noch chemisch recyceln, verbleibt als weitere Möglichkeit die energetische Verwertung. Der Energiegehalt von Kunststoffen entspricht etwa dem von Heizöl. Anlagen für die energetische Verwertung sind Abfallverbrennungsanlagen, Heizkraftwerke und industrielle Feuerungsanlagen (z.B. in der Zementherstellung angewandt). Diese Methode ist unabhängig vom Kunststoff (= beispielsweise möglich für Thermoplast und auch Duroplast).
Recycling von Duroplasten
Im Gegensatz zu thermoplastischen Kunststoffen, die durch Erhitzen und Wiedererstarren teilweise recycelbar sind, sind Duroplaste, einmal ausgehärtet, in der Regel nicht durch Schmelzen oder Erhitzen wiederverwertbar. Duroplaste härten durch eine chemische Reaktion aus und behalten ihre Form und Festigkeit auch bei Hitze. Dennoch gibt es einige Ansätze für das Recycling von Duroplasten. So können diese beispielsweise zu Pulver oder Flocken gemahlen werden, die dann als Füllstoffe in anderen Materialien wie Beton oder Verbundwerkstoffen verwendet werden können. Duroplaste werden vor allem durch thermische Verfahren wie Pyrolyse oder Verbrennung bei hohen Temperaturen in Wärmeenergie umgewandelt.
In einigen Fällen können Duroplaste als Verstärkungsmaterial in Verbundwerkstoffen wiederverwendet werden. Dort behalten sie ihre strukturellen Eigenschaften bei und können mit anderen Materialien kombiniert werden, um neue Produkte herzustellen.
Die folgende Abbildung zeigt exemplarisch den Kreislauf eines Kunststoffes vom Rohstoff (Granulat), über das Produkt bis hin zum recyclierten Kunststoff, welcher wieder Rohstoff für andere Anwendungen sein kann.
Abbildung: Kreislauf von Kunststoffen; Quelle: www.k-zeitung.de/track-and-trace-fuer-die-kreislaufwirtschaft
Besonderheiten im Automotive-Bereich
Materialvielfalt
Fahrzeuge bestehen aus einer Vielzahl von Kunststoffen, von Polypropylen bis zu ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol). Das Recycling von gemischten Kunststoffen aus unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten erweist sich als technisch anspruchsvoll bzw. häufig bleibt nur die thermische Nutzung als Option. Es gibt viele Technologieunternehmen, die vor allem aufgrund gestiegener Anforderungen hinsichtlich Nachhaltigkeit von Werkstoffen, an neuen effektiven Methoden arbeiten. Ziel sind jeweils industriell nutzbare Methoden und Verfahren, um die unterschiedlichen Kunststofftypen zu separieren und zu recyceln.
Kontamination
Kontamination durch Schmutz, Klebstoffe oder Farbstoffe kann die Qualität des recycelten Materials beeinträchtigen. Die Automobilindustrie setzt hohe Qualitätsstandards, und daher müssen Recyclingprozesse diese erfüllen.
Technische & preisliche Anforderungen
Kunden im Automotive-Bereich haben sehr hohe Anforderungen hinsichtlich Ästhetik, Toleranzen und der Genauigkeit der verwendeten Bauteile. Diese Kriterien sind für recyclierte Kunststoffe umso schwerer zu erreichen als für neue Kunststoffe. Zusätzlich gibt es bei recyclierten Kunststoffen einen preislichen Nachteil von 50 bis 100 % bezogen auf den Preis von neuen Materialien.
Fazit
Das Recycling von Kunststoffen im Automotive-Bereich ist ein komplexer Prozess, der sich durch die Materialvielfalt, strenge Qualitätsanforderungen und die Notwendigkeit der Rückgewinnung spezialisierter Materialien auszeichnet. Das Recycling von Duroplasten ist insgesamt technisch anspruchsvoller und weniger verbreitet als das Recycling von thermoplastischen Kunststoffen, da die chemische Struktur der Duroplaste ihre Wiederverwendung erschwert. Um effizientere Möglichkeiten für das Recycling von Duroplasten zu finden, ist die Entwicklung von fortschrittlichen Technologien und Verfahren bereits in vollem Gange.
Sie möchten mehr über das Recycling von Kunststoffen und den Innovationsstand dazu bei Promotech erfahren? Ich freue mich über Ihre Nachricht. Thomas Hametner